美國宇航局“洞察號”今晚發射升空,人類將首次探測火星內部

美國宇航局“洞察號”今晚發射升空,人類將首次探測火星內部

美國太平洋時間5月5日04:05(北京時間今天19:05),最新的一顆火星著陸器洞察號已經從美國加州范登堡空軍基地發射升空 。一個多小時後,星箭分離成功,一切順利,發射圓滿成功。如果一切順利,那麼這顆探測器將在太空中飛行7個月左右,在2018年11月26日前後降落到火星表面。

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洞察號著陸火星工作示意圖

“洞察號”高度1米多,太陽能帆板全部展開時,最大寬度可以到6米,總質量是694公斤。其中包括一顆著陸器(358公斤),隔熱罩(189公斤),巡航級(79公斤)以及大約67公斤左右用於中途軌道修正等用途的推進劑之類。目前為止,人類對火星的瞭解不可算是不多:探測火星表面地形、地貌特徵和重力場的火星全球探勘者號(MGS)、火星勘測軌道飛行器(MRO),探測火星水冰和礦物分佈的火星奧德賽號、火星快車號,探測火星磁場和大氣層的MAVEN,甚至還有鳳凰號、勇氣號、機遇號和好奇號幾輛著陸器和火星車實地考察火星的地質狀況……但這些都還始終停留在火星表面和大氣層,火星的內部是什麼樣的?我們幾乎一無所知。

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洞察號是首個專用於火星內部結構考察的探測器

從很大程度上說,一顆行星的內部情況可以決定這顆行星上是否具備適宜生命生存的環境條件。因此,“洞察號”經過專門設計,攜帶專門設備,將繪製火星內部的結構圖。

比較重要的載荷主要就是兩樣。

1) 第一樣是一套地震儀設備:SEIS(內部結構地震實驗)。

這套設備由法國提供,瑞士,德國和英國的科研機構參與。它將精確測定火星上的震動,以瞭解火星的演化歷史和內部結構,並監測隕星撞擊火星地表的頻率。SEIS還可以監測火星大氣中的波動,以及火星的小衛星對火星地表產生的極為微弱的引潮力。

2) 第二樣叫做“HP3”(熱流與物理性質探測包)。

這是由德國空間中心(DLR)提供的設備,這是一臺“自動鑽進式熱流計”,可以像自動打樁機一樣自行鑽入火星地表,因而得到一個綽號“鼴鼠”。它最大可以鑽入5米深,以探測來自火星內部的地熱流值大小,這將幫助科學家們判斷火星內部冷卻的速度。

行星形成之後就處於不斷的冷卻降溫過程之中,一旦完全冷卻,那麼岩漿,板塊運動。火山爆發等活動都將隨之消失。而一顆行星的體積質量越小,它冷卻的速度也就越快。地球今天仍有活躍的板塊與火山等運動,而比地球小得多的火星基本上已經看不到地質活躍的跡象。那麼,火星內部是否已經完全冷卻?是否其內核附近還存在一些仍然處於熔融狀態的物質?對地熱流的測量將有助於我們回答這一問題。

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除了這兩樣最重要的設備之外,還有第三件探測利器:RISE(自轉與內部結構實驗)。這是一個由美國宇航局噴氣推進實驗室領導的項目,其目的是瞭解火星內部的物質狀態與質量分佈情況。它的原理其實很簡單,通過生活經驗就能夠解釋:一個熟雞蛋,一個生雞蛋,以及一個半生不熟的雞蛋,在轉動時的表現是不一樣的,內部液體(或者熔融狀態的物質)的存在,或者內部質量分佈的不均勻,理論上可以通過對行星自轉的精確測定分析推斷出來。本次RISE設備將透過X波段測控信號精確測定火星自轉,精度誤差小於2釐米,其取得的數據將非常具有價值。

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洞察號的探測結果可以幫助人類加深對整個內太陽系所有巖質天體(水星、金星、火星、地球、月球)演化的認識,追溯整個內太陽系早期的熱演化歷史和熱分異過程。可以這樣說,洞察號還將是人類追溯整個內太陽系歷史的一臺“時光機”。


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